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强化管内冷凝传热的技术很多,工业上通常采用强化管来提高冷凝传热系数。然而,强化管提高传热系数的同时,也造成了流动阻力的增大,从而导致冷凝强化传热的综合性能不太理想。汽液分离式空冷冷凝器是一种新型冷凝器,其冷凝区外形结构酷似平行流冷凝器,但在联箱内设置了特殊设计的能及时排出冷凝液的汽液分离隔板,提高进入下一个流程的工质干度,从而达到强化传热、降低流阻以及流量均匀分配的目的。本文研发出一款空冷式汽液分离式冷凝器,并以HFCl34a为工质对这种新型冷凝器进行了实验研究。在进口干度0.97和饱和温度45℃下,分别考察了质量流量364～644kg·m-2·s-1以及热流密度4.7～8.1kW·m-2对管内传热系数及压降的影响。研究结果表明,在控制进口干度的情况下,汽液分离式冷凝器的冷凝传热系数和摩擦阻力压降均随着质量流速的增大而增大,随着热流密度的增加而减小。通过对实验数据回归分析,建立了汽液分离式冷凝器的传热与压降经验关联式。采用经典的传热及压降经验关联式,理论计算了与汽液分离式冷凝器相同管内换热面积的蛇形冷凝器和平行流冷凝器的管内换热系数和压降。与汽液分离式冷凝器的结果相比,在低质量流速下汽液分离式冷凝器的传热系数低于两者,但在高流速下高于两者。汽液分离式冷凝器的两端压降在所计算工况下都低于其他两个冷凝器。采用PF惩罚因子得到综合性能的评价结果：当热流密度4.7-6.4kW·m-2、质量流速为364～644kg·m-2·s-1时,汽液分离式冷凝器的PF值较蛇形降低了3.3%～31.2%。当热流密度4.7-6.4kW·m-2、质量流速420～644kg·m-2·s-1时,汽液分离式冷凝器的PF值较平行流降低了3%～43.6%。将上述三种具有相同换热面积的冷凝器重新设计并放置于同一个HCFC22制冷系统中进行了系统实验研究。在标准焓差实验室中对其性能进行测试,在保持蒸发器侧工况(干湿球温度为27℃/19℃)不变的情况下,逐一改变冷凝器侧进口空气干球温度29-41℃。研究结果表明,汽液分离式冷凝器系统性能优于蛇形、平行流冷凝器系统。在实验研究的工况范围内,与使用蛇形冷凝器和平行流冷凝器相比,汽液分离式冷凝器使系统的能效比(COP)分别了提高5.47%～7.33%和5.87%～6.88%,使(?)效率也分别提高了6.89%～9.13%和6.89%～8.71%。通过汽液分离式冷凝器对工质适应性应用研究发现：一个热力性能优良的HCFC22汽液分离式冷凝器不适合HFC410A,其在气液分离与流量均匀分配方面均出现失效,导致换热系数降低和压降升高。故需要针对工质重新设计气液分离隔板、管程以及管长。